JPH0768673B2

JPH0768673B2 - ゴム製品補強用スチールコード

Info

Publication number: JPH0768673B2
Application number: JP3358017A
Authority: JP
Inventors: 林芳郎小; 田勝俊税; 川好信竹; 野浦功一日
Original assignee: TOKUSEN CO.,LTD
Current assignee: TOKUSEN CO.,LTD
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: KR100285075B1; EP0548539A2; DE69225054D1; DE69225054T2; JPH05179583A; EP0548539B1; KR930013363A; US5502960A; EP0548539A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用タイヤ、コンベ
ヤベルト等のゴム補強材として使用されるゴム製品補強
用スチールコードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のスチールコードには図
４（イ）〜（ニ）に示すような複数本の素線を密着して
撚り合わせた、所謂クローズド撚り構造のものがよく使
用されている。そして、上記スチールコード４の複数本
が平行に引揃えられた状態でゴム材により被覆され、自
動車用タイヤ、コンベアベルト等のゴム製品補強材とし
て使用されている。

【０００３】ところで、スチールコードがゴム製品の補
強材として使用される場合の必要不可欠な要件として
は、まず機械的強度に優れることの他に、化学的物理的
にゴム材とよく接着すること、およびスチールコード内
部へのゴム材の浸入性が良好であることが挙げられる。
すなわち、スチールコードがゴム補強材としての役割を
充分に果たすためには、ゴム材との完全な複合体になっ
ていることが必要である。

【０００４】しかし、上記スチールコードにあっては、
いずれもコードを構成する各素線５が相互に密着して撚
り合わせられているため、スチールコードとゴムシート
との複合体シート成形時にゴム材はコード内部の空洞部
Ｄまで浸入せず、単に、コードの外周を被覆するのみで
あり、コード長手に亘り連続して上記空洞部Ｄが存在す
ることとなる。このようなスチールコードを使用したゴ
ム製品、たとえば自動車用タイヤでは、上記空洞部Ｄ内
に、ゴム材より生起したガスの凝縮の結果生じた湿気、
またはタイヤが外傷を受けた場合、この傷口より該空洞
部Ｄ内に浸入した水分がこの空洞部Ｄ内をコードの長手
方向に伝播してスチールコードを腐食させ、スチールコ
ードとゴム材との接着を低下させ、スチールコードとゴ
ム材とが剥離する、いわゆるセパレーション現象を起し
て、タイヤの寿命を著しく短くしていた。

【０００５】近年、上記事情に鑑みて、スチールコード
とゴム材との接着性を改善し得る構造のスチールコード
が各種提案されている。たとえば、特開昭６２−２３４
９２１号公報には、図５（イ）に示すように２本の素線
７を撚り合わせた１×２撚り構造のスチールコード６が
開示され、特開昭５７−１９３２５３号公報には、図５
（ロ）に示すように平行または平行に近い撚りピッチを
有する２本の素線群８と２本の素線群９とを撚り合わせ
た２＋２撚り構造のスチールコード１０が開示され、ま
た、特開昭５５−９０６９２号公報には、図６（イ）〜
（ホ）に示すように各素線１２の形付を通常の撚り状態
よりも大きくし、各素線１２間に隙間Ｃを設けながら撚
り合わせた撚りの甘い、所謂オープン撚りコードと称す
るスチールコード１１が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記図５（イ）、
（ロ）、図６（イ）〜（ホ）に示されたオープン撚り構
造のスチールコードにあってはゴム材との接着性を幾分
向上し得るが、以下のような課題を伴う。

【０００７】図５（イ）に示す１×２撚り構造のスチー
ルコード６にあっては、素線によって囲まれる空洞部Ｄ
は存在しないが、素線７同士の強固な接触個所Ｅが長手
に亘って連続して存在しており、この接触個所がフレッ
ティング摩耗、挫屈等を生じ易い他、素線本数の減少に
伴って柔軟性を低下させるといった課題を有する。

【０００８】また、図５（ロ）に示す２＋２撚り構造の
スチールコード１０にあっては、撚りの形態が長手方向
に非常に不安定であるため、繰り返し曲げ応力が加わっ
た場合に挫屈を生じ易く、耐疲労性に劣る等の課題を有
する。

【０００９】さらに、図６（イ）〜（ホ）に示すオープ
ン撚り構造のスチールコード１１にあっては、コード内
部にゴム材を充分に浸入させるためには各素線１２間の
隙間Ｃを少なくとも０．０１ｍｍ以上とる必要がある。
しかし、隙間Ｃを充分にとると各素線１２の移動できる
自由空間が大きくなるため、図７（イ）、（ロ）に示す
如く素線の片寄りを生ずる等、撚りが長手方向に不均一
となり、繰り返し曲げ応力が加わった場合に挫屈を生じ
易い。また、このスチールコード１１は極低荷重での伸
びが大きいため、取扱作業性が悪いばかりか、複合体シ
ート成形時に加えられる低荷重での張力によって隙間Ｃ
が減少し、結局図４に示すようなスチールコード４と同
様となり、コード内部へゴム材が充分に浸入しない場合
もある。

【００１０】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、低荷重域での伸度が良好で柔軟性
にも優れ、かつコード強力、耐疲労性の低下を伴うこと
のない撚りが安定したゴム材との完全な複合体となり得
るスチールコードを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、小さな略スパ
イラル状のくせを有する素線と真直性を有する素線とを
撚り合わせ、この両者の素線の破断時伸びの比を限定す
ることにより、上記目的を達成せんとするものである。
すなわち、本発明は小さな略スパイラル状のくせを有す
る素線と真直性を有する素線とを撚り合わせてなる１×
ｎ（ｎ＝２〜６）構造のスチールコードであって、その
スチールコードを構成する小さな略スパイラル状のくせ
を有する素線の破断時伸びξ₁と真直性を有する素線の
破断時伸びξ₂との比が、スチールコードを撚りほぐし
た後において、 ξ₁／ξ₂＝１．０８〜１．７０であり、かつスチールコードの５Ｋｇ荷重における伸び
ＳＬがＳＬ（％）＝０．１５〜０．５０であるゴム製品補強用スチールコードを第１の発明とす
る。

【００１２】さらに、上記スチールコードのうち１×３
構造のスチールコードであって、そのスチールコードを
構成する小さな略スパイラル状のくせを有する素線の破
断時伸びξ₁と、真直性を有する素線の破断時伸びξ₂と
の比がスチールコードを撚りほぐした後において、 ξ₁／ξ₂＝１．１〜１．３であり、かつスチールコードの５Ｋｇ荷重における伸び
ＳＬがＳＬ（％）＝０．１５〜０．２０であるゴム製品補強用スチールコードを第２の発明とす
る。

【００１３】上記構成において、スパイラル状のくせを
施した素線は、１乃至２本が好ましく、あまり多くなり
すぎると、スチールコードは低荷重での伸びが大きくな
り、コード内部へのゴム材の浸入を阻害する恐れがあ
り、また、撚りも不安定となり易い。なお、ゴム材は一
部分でも浸入し得る隙間があれば、そこから浸入し内部
に充分充塞する。ところで、本発明において小さな略ス
パイラル状のくせを有する素線は、スチールコードを撚
りほぐした後においては、撚りピッチに合わせてコード
撚りのためのスパイラルくせと、小さな略スパイラル状
のくせの２種のスパイラルくせが付与された複雑な形と
なっている。また真直性を有する素線といっても、撚ら
れた後では前記コード撚りのためのスパイラルくせは付
与されている。

【００１４】ここで、第１の発明の構成中小さな略スパ
イラル状のくせを有する素線の破断時伸びξ₁と真直性
を有する素線の破断時伸びξ₂との比ξ₁／ξ₂を１．０
８〜１．７０に限定したのは１．０８より小さいと、加
圧加硫時にスチールコード内部へのゴム材の浸入が充分
でなく、また１．７０より大きいと、撚りの安定性が悪
くなり耐疲労性低下をきたすだけでなく、コード強力も
低下し、かつ極低荷重における伸度も大きくなるからで
ある。また、スチールコードの５Ｋｇ荷重における伸び
ＳＬ（％）を０．１５〜０．５０としたのは、複数本の
素線を撚り合わせた場合、素線間の伸びの比を一定にし
ても必ずしもコードの伸びは限定できないため、コード
としても限定条件を付したもので、０．１５より小さい
と、やはり加圧加硫時にスチールコード内部へのゴム材
の浸入が劣る。また、０．５０より大きいと、極低荷重
における伸度も大きく作業性にも悪影響するし、引張圧
縮等繰返し疲労試験に対し挫屈の発生が多くなる。第２
の発明における１×３構造のスチールコードにおいて
も、上記と同様の理由により、さらに好ましい効果を奏
する範囲を限定したものである。

【００１５】この種のスチールコードは、一般に素線径
０．１０〜０．４０ｍｍのものが採用される。そして、
小さな略スパイラル状のくせを有する素線は、その小さ
な略スパイラル形状が、コード撚りのスパイラル形状と
同方向同ピッチである必要はなく、適宜その形状を選択
すればよく、ξ₁／ξ₂＝１．０８〜１．７０の範囲を保
つためには、Ｐ₁＝０．１Ｐ〜０．７Ｐ、ｄ₁＝（ｄ＋２
／１００ｍｍ）〜（ｄ＋２／１０ｍｍ）（ただし、Ｐ₁
はくせピッチ、Ｐは撚りピッチ、ｄ₁はくせ外径、ｄは
素線径である。）の式を満足するものであることが望ま
しい。

【００１６】

【作用】上記のように構成されたスチールコードをゴ
ムシート間に挾んで加圧加硫作業を行なうと、低荷重に
おける伸びも少なく、フィラメント間の隙間も一定であ
るため、作業性もよくゴムの浸入も良好となる。また、
このゴムシートを補強材として用いた場合、各素線間の
伸びの差異が大きくないため、破断強度においては真直
な素線だけに負担がかかることは少なく、また耐圧縮疲
労性においては小さな略スパイラル状のくせを有する素
線に負担がかかることは少なくなる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、従来例および
比較例と比べて具体的に説明する。表１は、表面にブラ
スメッキを施した複数本の素線を撚り合わせた各種構成
のスチールコードの試作結果を示したものである。スチ
ールコードの素線本数、素線径、コードを撚りほぐした
後の小さな略スパイラル状のくせを有する素線と、真直
性を有する素線の破断時伸びの比ξ₁／ξ₂、コードの低
荷重（５Ｋｇ荷重）での伸びを変化させてある。なお、
表中、ＷＥは素線の伸び比、ＳＬは５Ｋｇ荷重時のコー
ド伸び、ＦＳは破断強力、ＲＰはゴム浸入性、ＲＦは圧
縮引張曲げ疲労性、ＲＳは残存強力およびＨＷは取扱作
業性を表す。

【００１８】

【表１】

【００１９】実験番号１、２、６、７、１３、１４は図
４（イ）、（ハ）、図５（イ）、図６（イ）、（ロ）、
（ニ）にその断面形状を示す従来のゴム製品補強用スチ
ールコード、実験番号４、５、１０、１１、１２、１
６、１７は図１（イ）、（ロ）、（ホ）、図２（ハ）に
その断面形状を示す本発明のゴム製品補強用スチールコ
ードであって、実験番号３、８、９、１５は、図１
（イ）、（ロ）、（ホ）にその断面形状を示す（本発明
と同じでないが概念的には類似）本発明との比較例とし
てのゴム製品補強用スチールコードである。

【００２０】この実験におけるゴム製品補強用スチール
コードの製造方法には、撚線機としてバンチャー機を用
いた。従来例のスチールコード（実験番号１、２、６、
７、１３、１４）には、撚りの集合点前に設けられたく
せ付けコーンのピン３〜５本の間を通すことにより撚り
のスパイラル状のくせ付けを行った。

【００２１】実験番号２、７、１４のようにオープン撚
り構造とするためには、コーンピンの径および間隔、素
線の張力等を変化させてくせを過大にすればよい。

【００２２】素線に小さいスパイラル状のくせを施す手
段としては、特公昭６３−６３２９３号公報に示される
ように、供給される素線を軸芯として回転するくせ付け
装置で以って、二度撚り撚線機に供給される素線に予め
一定のくせ付けを施す仕方や、単線のままで歯車等に噛
み込ませて、その素線を捻じって施す仕方等がある。

【００２３】比較例および本発明のスチールコード（実
験番号３、４、５、８、９、１０、１１、１２、１５、
１６、１７）では、素線に小さい略スパイラル状のくせ
を施す手段として、くせ付け装置上に設けられた複数個
のピンの間に素線を通し、かつその素線を軸芯としての
くせ付け装置を高速回転させ、通過する素線に小さいス
パイラル状のくせを施し、その後撚りの集合点直前に設
けられたくせ付けコーンピン３本の間を通すことにより
撚りのためのスパイラル状のくせ付けを行った。ここ
で、各素線の破断時伸びの値の範囲を選定するために
は、素線別にコーンピンの径や間隔、押し込み程度並び
に素線の張力等を種々選定して決定するとともに、撚っ
た後の過撚りローラの回転数並びに矯正ローラーの押し
込み具合等を調整する。そして、これらのスチールコー
ドを図８（イ）に示すように上下よりゴムシート１３で
覆い、複合体シート１４を作成した。またこの複合体シ
ート１４を図８（ロ）に示す如く、タイヤ１６のベルト
部１５に用いた。

【００２４】このような各種スチールコードの各状態に
おける破断強力、ゴム加硫した場合の素線間へのゴム浸
入率、ゴムとの複合体としての圧縮引張曲げ疲労性、５
Ｋｇ荷重時伸びおよびゴム製品化工時における取扱作業
性を次のようにして評価した。

【００２５】破断強力ＦＳゴムシートに埋込む前のスチールコードのみの破断荷重
である。

【００２６】疲労試験後の残存強力ＲＳスチールコードを複数本ゴムシートに埋め込み、このシ
ートで３点プーリー曲げ疲労の繰り返しを一定回数行な
い、その後ゴムシートよりコードを取り出して破断強力
を測定し、疲労試験前の破断強力と比較し、それぞれ指
数表示した。

【００２７】ゴム浸入性ＲＰ各コードに５Ｋｇの引張荷重をかけた状態でゴムに埋設
して加硫した後、スチールコードを抜きとりその素線を
引き剥がし、素線全周を観察しゴム材と接触した面積率
を表示した。

【００２８】圧縮引張曲げ疲労性ＲＦスチールコードを複数本ゴムシートに埋め込み、このシ
ートで３点プーリー曲げ疲労試験機により評価した。結
果は実験番号１、６、１３を１００として指数表示し
た。最終的にはフレッティング摩耗、挫屈等により破断
に至るが、この状態になるまでの繰り返し回数で評価し
た。

【００２９】取扱作業性ＨＷスチールコードの製造における取扱いおよびゴムシート
に埋設する場合、並びにタイヤ等の成形工程でのスチー
ルコードの取扱作業性をいい、スチールコードのフレア
ー性、低荷重伸び、スチールコード相互間のからみ合い
および真直性等が関係する。従来品と比較して非常に劣
るものを×、少し劣るものを△、差がないものを〇とし
て評価した。

【００３０】実験番号１、６、１３は、全ての素線が相
互に接触している所謂クローズド撚りスチールコードで
あり、ゴム材の浸入性に乏しい。

【００３１】実験番号２、７、１４は、いずれも平均形
付率〔（各素線間に隙間を設けて撚り合わせたときのコ
ード径／各素線をタイトに撚り合わせたときのコード
径）×１００〕１１６〜１２０％のオープン撚りコード
であり、ゴム材の浸入性および疲労性において優れる
が、初期荷重伸びが大きく取扱作業性に劣る。

【００３２】実験番号３、８、９、１５は、小さいスパ
イラル状のくせを有する素線を用いた１×２、１×３、
１×５の撚り構造のスチールコードであるが、小さな略
スパイラル状のくせを有する素線の破断時伸びξ₁と真
直性を有する素線の破断時伸びξ₂との比ξ₁／ξ₂が適
当でないため、圧縮引張曲げ疲労性および残存強力並び
に破断強力において劣る。比較例および実施例における
ξ₁／ξ₂の値は、各素線におけるξ₁、ξ₂を測定し、そ
れらを組み合わせて求めた全てのξ₁／ξ₂値の平均値を
示す。

【００３３】実験番号４、５、１０、１１、１２、１
６、１７は本発明の第１の発明である１×２、１×３、
１×５構造のゴム製品補強用スチールコードであり、ま
たその中でも実験番号１０、１１は本発明の第２の発明
に入るもので、前記ξ₁／ξ₂、５Ｋｇ荷重における伸び
およびＰ₁を一定範囲に限定したものである。上記比較
テスト結果より、本発明の第１の発明および第２の発明
スチールコードは破断強力ＦＳ、５Ｋｇ荷重時のコード
伸びＳＬ、ゴム浸入性ＰＲ、圧縮引張曲げ疲労性ＲＦ、
残存強力ＲＳ、取扱作業性ＨＷのいずれをも満足するこ
とのできるものである。なお、符号１はスチールコー
ド、２は小さなスパイラル状のくせを有する素線、３は
真直性を有する素線である。

【００３４】

【発明の効果】本発明のゴム製品補強用スチールコード
は上記構成であるため、ゴム材で被覆した場合、素線
２、３間に生じた隙間よりゴム材が容易にスチールコー
ドの内部へ浸入でき、コードを構成する各素線２、３を
確実にゴム材で覆うことができ、ゴム材とスチールコー
ドとの接着が確実に行われる。

【００３５】また、極低荷重における伸びが小さくなる
ため、作業性が非常に改善される。例えば、スチールコ
ードをリールに巻き取る時や、ゴムシートにカレンダす
る時、極く低荷重における伸びが大きいとリールがパン
クしたり、ゴムシートにしわができる等の悪影響を及ぼ
す弊害があるが、本発明にあってはこれが解消される。
さらにスチールコード長手方向の撚りが安定され、素線
に小さなスパイラル状の過酷なくせを付与しているにも
かかわらず破断強力、圧縮引張曲げ疲労性、残存強力の
低下もなく著しく優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）〜（ヘ）は本発明の実施例および比較例
のスチールコードの概略断面図である。

【図２】（イ）〜（ニ）は本発明の他の実施例のスチー
ルコードの概略断面図である。

【図３】図２（ハ）に示されるスチールコードの概略側
面図である。

【図４】（イ）〜（ニ）は従来のクローズド撚りスチー
ルコードの概略断面図である。

【図５】（イ）、（ロ）は従来の１×２および２＋２構
造のスチールコードの概略断面図である。

【図６】（イ）〜（ホ）は従来の甘撚りスチールコード
の概略断面図である。

【図７】（イ）、（ロ）は図６（ニ）における素線が片
寄った状態を示す概略断面図である。

【図８】（イ）はスチールコードを埋設したゴムシート
の断面図、（ロ）はそのシートをベルト部に用いたタイ
ヤの要部断面図である。

【符号の説明】

１、４、６、１０、１１・・・スチールコード２・・・小さなスパイラル状のくせを有する素線３、５、７、１２・・・素線８、９・・・素線群Ｃ・・・隙間Ｄ・・・空洞部ｄ・・・素線径ｄ₁・・・くせ外径Ｐ・・・撚りピッチＰ₁・・・くせピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】小さな略スパイラル状のくせを有する素線
と、真直性を有する素線とを撚り合わせてなる１×ｎ
（ｎ＝２〜６）構造のスチールコードであって、そのス
チールコードを構成する小さな略スパイラル状のくせを
有する素線の破断時伸びξ₁と真直性を有する素線の破
断時伸びξ₂との比が、スチールコードを撚りほぐした
後において、 ξ₁／ξ₂＝１．０８〜１．７０であり、かつスチールコードの５Ｋｇ荷重における伸び
ＳＬがＳＬ（％）＝０．１５〜０．５０であるゴム製品補強用スチールコード。
【請求項２】小さな略スパイラル状のくせを有する素線
と、真直性を有する素線とを撚り合わせてなる１×３構
造のスチールコードであって、そのスチールコードを構
成する小さな略スパイラル状のくせを有する素線の破断
時伸びξ₁と真直性を有する素線の破断時伸びξ₂との比
が、スチールコードを撚りほぐした後において、 ξ₁／ξ₂＝１．１〜１．３であり、かつスチールコードの５Ｋｇ荷重における伸び
ＳＬがＳＬ（％）＝０．１５〜０．２０であるゴム製品補強用スチールコード。